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硅微谐振式加速度计温度耦合非线性问题研究与敏感结构的优化设计
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硅微谐振式加速度计温度耦合非线性问题研究与敏感结构的优化设计
论文目录
 
摘要第1-7页
Abstract第7-8页
1 绪论第16-36页
　　　　1.1 研究背景和意义第16-19页
　　　　1.2 国内外硅微谐振式加速度计研究进展第19-33页
　　　　　　　　1.2.1 硅微谐振式加速度计设计的研究进展第19-26页
　　　　　　　　1.2.2 硅微谐振式加速度计零偏漂移问题的研究进展第26-29页
　　　　　　　　1.2.3 硅微谐振式加速度计噪声问题的研究进展第29-32页
　　　　　　　　1.2.4 研究现状分析与待解决的问题第32-33页
　　　　1.3 论文主要研究内容与结构安排第33-36页
2 谐振器非线性-温度耦合动力学建模第36-54页
　　　　2.1 面内单轴谐振式加速度计的工作原理第36-38页
　　　　2.2 谐振器的工作原理第38-40页
　　　　　　　　2.2.1 谐振器结构第38页
　　　　　　　　2.2.2 谐振器的驱动与检测第38-40页
　　　　　　　　2.2.3 谐振器的等效电学模型第40页
　　　　2.3 谐振器热机耦合动力学方程建模第40-46页
　　　　　　　　2.3.1 谐振梁的力平衡分析第41-42页
　　　　　　　　2.3.2 考虑温度影响的谐振梁应力应变分析第42-44页
　　　　　　　　2.3.3 热机耦合的非线性动力学方程第44-46页
　　　　2.4 谐振器热机耦合动力学模型求解第46-51页
　　　　　　　　2.4.1 动力学模型特殊情况的解析解第46-49页
　　　　　　　　2.4.2 动力学模型一般情况的数值解第49-51页
　　　　2.5 本章小结第51-54页
3 谐振器非线性振动效应的抑制研究第54-70页
　　　　3.1 谐振器温度与刚度耦合的非线性关系第54-56页
　　　　3.2 等效刚度k_的求解与验证第56-59页
　　　　　　　　3.2.1 等效刚度k_a的建模第56-58页
　　　　　　　　3.2.2 等效刚度k_a的仿真验证第58-59页
　　　　3.3 谐振器幅频耦合非线性效应分析第59-64页
　　　　　　　　3.3.1 驱动力控制对谐振器非线性效应的影响第59-60页
　　　　　　　　3.3.2 谐振梁的改进设计及其对非线性效应的影响第60-64页
　　　　3.4 谐振器非线性刚度与幅频响应的验证实验第64-68页
　　　　　　　　3.4.1 实验设备搭建第64-65页
　　　　　　　　3.4.2 谐振器品质因数测试第65页
　　　　　　　　3.4.3 非线性刚度的测试实验第65-66页
　　　　　　　　3.4.4 幅频效应曲线实验第66-68页
　　　　3.5 本章小结第68-70页
4 SRA谐振器的频率温度特性研究第70-86页
　　　　4.1 谐振器的频率温度特性理论分析第70-76页
　　　　　　　　4.1.1 硅材料特性对频率温度系数的影响第71-73页
　　　　　　　　4.1.2 热应力对频率温度系数的影响第73-76页
　　　　4.2 应力隔离结构的设计第76-81页
　　　　　　　　4.2.1 具有应力隔离设计的SRA2第77-78页
　　　　　　　　4.2.2 改进应力隔离框架的SRA3第78-80页
　　　　　　　　4.2.3 不同框架设计的对比温度特性第80-81页
　　　　4.3 频率温度系数的实验验证第81-84页
　　　　　　　　4.3.1 三种SRA样机及其仿真计算第81-82页
　　　　　　　　4.3.2 三种SRA样机的频率温度系数实验第82-84页
　　　　4.4 本章小结第84-86页
5 SRA敏感结构分析与协调优化设计第86-104页
　　　　5.1 SRA敏感结构力学分析与标度因数的建模第86-96页
　　　　　　　　5.1.1 谐振器的自身灵敏度分析及验证第89-91页
　　　　　　　　5.1.2 支撑结构的等效刚度求解及验证第91-93页
　　　　　　　　5.1.3 隔离框架的等效刚度求解与分析第93-94页
　　　　　　　　5.1.4 微杠杆结构力学分析及验证第94-96页
　　　　　　　　5.1.5 敏感结构标度因数计算与总结第96页
　　　　5.2 SRA敏感结构的协调优化设计第96-101页
　　　　　　　　5.2.1 SRA的结构设计要求与限制第97-99页
　　　　　　　　5.2.2 Nelder-Mead复形调优法整体优化第99-101页
　　　　5.3 SRA敏感结构各参量的仿真与实验验证第101-102页
　　　　5.4 本章小结第102-104页
6 硅微谐振式加速度计样机的实现与测试第104-116页
　　　　6.1 硅微谐振式加速度计样机的实现第104-106页
　　　　　　　　6.1.1 加速度计结构工艺与封装第104页
　　　　　　　　6.1.2 读出电路第104-106页
　　　　6.2 硅微谐振式加速度计样机的主要性能测试第106-112页
　　　　　　　　6.2.1 基本实验设备第106-107页
　　　　　　　　6.2.2 频率及零偏的温度特性测试第107-108页
　　　　　　　　6.2.3 标度因数稳定性及重复性测试第108-109页
　　　　　　　　6.2.4 量程及其标度因数非线性测试第109页
　　　　　　　　6.2.5 阈值测试第109-110页
　　　　　　　　6.2.6 零偏输出测试第110-112页
　　　　6.3 SRA样机主要性能的总结与对比第112-113页
　　　　6.4 本章小结第113-116页
7 总结与展望第116-120页
　　　　7.1 本文的主要工作与创新点第116-117页
　　　　7.2 后续工作展望第117-120页
致谢第120-122页
参考文献第122-134页
附录A: Newmark-Newton数值分析MATLAB代码第134-138页
附录B: 模型热固仿真APDL代码第138-144页
附录C: 研究成果目录第144-146页
简历第146页

本篇论文共146页，点击这进入下载页面。
 
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